| 研究課題/領域番号 |
17K06103
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生産工学・加工学
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| 研究機関 | 佐世保工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
森田 英俊 佐世保工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (40332100)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | レーザ加工 / 熱応力 / 応力拡大係数 / き裂誘導 / 脆性材料 / ガラス / 熱応力加工 / スクライブ加工 / 破壊力学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，水平き裂を誘導する過程で発見した熱源前方の引張応力による鉛直き裂の進展現象を利用して，ガラスを非接触ドライ割断できる条件の検証を行った．
その結果，レーザ照射が1点の場合は，その引張応力場の領域が狭く，さらにその前方に圧縮応力場が存在するため，レーザ進行方向における反りの発生率が高いことが明らかになった．そのため，熱源を進行方向に2点配置し，前方熱源の後方に発生する広い領域の引張応力場と，後方の熱源前方に発生する最大値が高いが狭い領域の引張応力場を重複させる条件で実験と解析を行った．その結果，反りの発生率は減少し，レーザ出力30Wに対し100mm/sのドライ割断に成功した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スマートフォンの普及により，薄板ガラスを高効率で割断する技術が非常に求められている．現在広く用いられているレーザスクライブ加工では，熱源後方を水冷することによって高速割断を可能にしたが，ウォーターマークが残ることや，電子基板と一体化したものの割断に不向きであるなどの問題点がある．
一方，本技術では水冷を用いず，加熱条件を工夫することで現状技術の速度に近い速度で割断できる可能性を示すことができた．また，これまで熱応力を利用した割断技術全般で用いられることが無かった熱源前方の引張応力場を活用できる可能性を示すことができた．
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